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甘薯蛋白乳化特性的研究

作　者: 郭庆
导　师: 木泰华
学　校: 中国农业科学院
专　业: 食品科学
关键词: 甘薯蛋白乳化特性界面性质流变性质物化条件不稳定性机理
分类号: TS215
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

甘薯加工中产生的大量废水含有多量的甘薯蛋白,经过回收利用可减少资源的浪费和环境的污染,甘薯蛋白又是具有显著保健功能和加工特性的优质植物蛋白,因此,研究其乳化特性及机理具有重要理论意义和实践价值。本研究采用碱溶酸沉的工艺从甘薯块根组织中提取甘薯蛋白,主要研究了不同物化因素(蛋白浓度,油相体积分数,pH,NaCl和CaCl2)对甘薯蛋白乳化特性(乳化活性和乳化稳定性)的影响,分别测定了不同物化条件下甘薯蛋白乳化液的乳化颗粒平均粒径(d4,3)、乳化活性指数(EAI),乳化稳定性指数(ESI)、乳析指数、界面性质(界面吸附蛋白浓度及组成)和流变性质,并初步探索了不同物化因素影响甘薯蛋白乳化特性的机理。增加蛋白浓度能显著地降低乳化液的平均粒径,EAI和表观粘度,却显著地增加ESI和界面蛋白浓度。相比之下,增加油相体积分数能显著地增加乳化液的平均粒径,EAI和表观粘度,但却使乳化液的ESI和界面吸附蛋白的浓度降低(P < 0.05)。SDS-PAGE观察知甘薯蛋白乳化液界面吸附蛋白主要由Sporamin A, Sporamin B和一些由双硫键连接形成的高分子物质组成。在高pH条件下(7,8)乳化液的稳定性较好且EAI较高,随着pH的降低乳化液的稳定性逐渐降低且EAI也逐渐降低,但当pH降到等电点以下,其EAI和ESI又有所升高。由于pH=2时,蛋白分子的表面疏水性较高而造成疏水相互作用的增大引起颗粒间引力增大,故同pH=3相比,pH=2时乳化液的EAI和ESI又都有所降低。低pH环境(2,3,4)显著地改变了甘薯蛋白的结构使乳化液界面吸附蛋白浓度增大,并造成Sporamin A二聚体的形成。加入0.2 M NaCl,甘薯蛋白乳化液的EAI和ESI显著地降低,且初始剪切黏度显著地增大,这主要是因为静电屏蔽作用引起蛋白分子间相互作用力增强。SDS-PAGE显示NaCl对甘薯蛋白乳化液界面吸附蛋白的组成影响较小。添加0.05 mol·L-1氯化钙后甘薯蛋白乳化活性指数由未添加氯化钙的30.3 m2·g-1显著地降低至27.6 m2·g-1,d4,3从4.2μm显著地增大至4.42μm(P<0.05)。然而,随着氯化钙浓度进一步的升高(0.10-0.25 mol·L-1),d4,3显著地增大(P<0.05)而甘薯蛋白乳化活性指数变化并不显著(P>0.05)。此外,添加较高浓度的氯化钙能显著地增加乳化液的乳析指数和初始表观粘度,且界面吸附蛋白的浓度也显著提高(P<0.05)。SDS-PAGE分析发现添加氯化钙后Sporamin A不易被甘薯蛋白乳化界面吸附,且乳化界面和乳化液中均存在>66kDa的S-S键高分子聚合物。研究发现蛋白浓度,油相体积分数,pH,NaCl和CaCl2均能显著地影响甘薯蛋白乳化液的乳化性质。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-13
第一章绪论  13-24
  1.1 引言  13
  1.2 甘薯与甘薯蛋白  13-15
    1.2.1 甘薯  13-14
    1.2.2 甘薯蛋白  14-15
  1.3 蛋白乳化剂的研究进展  15-21
    1.3.1 乳化液的定义与分类  15-16
    1.3.2 乳化液的形成  16
    1.3.3 蛋白质的乳化活性  16
    1.3.4 蛋白乳化液不稳定机理  16-21
  1.4 研究目的及主要内容  21-24
    1.4.1 研究目的  21-22
    1.4.2 研究的主要内容  22
    1.4.3 技术路线  22-24
第二章甘薯蛋白的制备  24-29
  2.1 引言  24
  2.2 材料与方法  24-26
    2.2.1 实验材料  24
    2.2.2 实验试剂  24-25
    2.2.3 实验仪器  25
    2.2.4 实验方法  25-26
  2.3 结果与讨论  26-28
    2.3.1 粗蛋白  26-27
    2.3.2 精制甘薯蛋白  27
    2.3.3 甘薯蛋白组成分析  27-28
  2.4 结论  28-29
第三章蛋白浓度和油相体积分数对甘薯蛋白乳化特性的影响  29-41
  3.1 引言  29
  3.2 材料与方法  29-31
    3.2.1 实验材料  29
    3.2.2 实验试剂  29
    3.2.3 实验仪器  29-30
    3.2.4 实验方法  30-31
  3.3 结果与分析  31-39
    3.3.1 乳化颗粒粒径  31-32
    3.3.2 乳化活性和稳定性  32-34
    3.3.3 界面吸附蛋白的组成及界面吸附蛋白浓度  34-36
    3.3.4 流变学性质  36-37
    3.3.5 乳化液的微观结构  37-39
  3.4 讨论  39-40
    3.4.1 蛋白浓度和油相体积分数对乳化液形成和乳化活性的影响  39
    3.4.2 蛋白浓度和油相体积分数对乳化液稳定性的影响  39-40
    3.4.3 界面蛋白浓度和组成  40
  3.5 结论  40-41
第四章 PH 和 NACL 对甘薯蛋白乳化特性的影响  41-58
  4.1 引言  41
  4.2 材料与方法  41-44
    4.2.1 实验材料  41
    4.2.2 实验试剂  41-42
    4.2.3 实验仪器  42
    4.2.4 实验方法  42-44
  4.3 结果与分析  44-55
    4.3.1 pH 对甘薯蛋白乳化特性的影响  44-46
    4.3.2 pH 对甘薯蛋白界面性质的影响  46-47
    4.3.3 pH 对甘薯蛋白表面疏水活性的影响  47-49
    4.3.4 pH 对甘薯蛋白流变性质的影响  49-50
    4.3.5 NaCl 对甘薯蛋白乳化特性的影响  50-52
    4.3.6 NaCl 对甘薯蛋白乳化液界面性质的影响  52-53
    4.3.7 NaCl 对甘薯蛋白表面疏水活性的影响  53-55
    4.3.8 NaCl 对甘薯蛋白流变性质的影响  55
  4.4 讨论  55-57
    4.4.1 pH 和 NaCl 是影响甘薯蛋白乳化特性的重要因素  55-56
    4.4.2 甘薯蛋白的表面疏水活性影响甘薯蛋白的乳化特性  56
    4.4.3 pH 和 NaCl 影响了甘薯蛋白乳化液界面吸附蛋白的组成  56-57
  4.5 结论  57-58
第五章氯化钙对甘薯蛋白乳化特性的影响  58-67
  5.1 引言  58
  5.2 材料与方法  58-60
    5.2.1 实验材料  58
    5.2.2 实验试剂  58-59
    5.2.3 实验仪器  59
    5.2.4 实验方法  59-60
  5.3 结果与分析  60-65
    5.3.1 氯化钙对甘薯蛋白乳化颗粒粒径的影响  60-61
    5.3.2 氯化钙对甘薯蛋白乳化活性的影响  61-62
    5.3.3 氯化钙对甘薯蛋白乳化液稳定性的影响  62-63
    5.3.4 钙离子对甘薯蛋白乳化液流变性质的影响  63
    5.3.5 氯化钙对甘薯蛋白乳化液界面吸附蛋白浓度的影响  63-64
    5.3.6 氯化钙对甘薯蛋白乳化液界面吸附蛋白组成的影响  64-65
  5.4 讨论  65-66
  5.5 结论  66-67
第六章结论与展望  67-69
  6.1 结论  67-68
  6.2 展望  68-69
参考文献  69-75
致谢  75-76
作者简历  76
硕士在读期间发表的文章  76

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